Representação do ciclo global do carbono de longo prazo. Crédito:Avanços da Ciência (2024). DOI:10.1126/sciadv.adj4408 Para compreender a resiliência da Terra, investigadores da ETH Zurique estão a modelar alterações climáticas de tempos passados. E mostram que as plantas não são simplesmente vítimas das circunstâncias, mas ajudaram a moldar as condições climáticas na Terra.
Ao longo de centenas de milhões de anos, a Terra passou por uma série de mudanças climáticas, moldando o planeta tal como o conhecemos hoje. Mudanças anteriores no CO2 níveis e temperatura podem nos ajudar a compreender a resposta do planeta ao aquecimento global hoje.
Como parte de um campo crescente chamado biogeodinâmica, os investigadores estão a correr para compreender como tais mudanças impactaram a vida no planeta no passado. “Estamos tentando compreender processos relevantes para o presente usando o passado geológico”, diz Julian Rogger, que se concentra em biogeodinâmica no Instituto de Geofísica da ETH Zurique.
Rogger é fascinado pela interação entre a vida vegetal e o clima. Até agora, o nosso planeta é o único que conhecemos no universo adequado para sustentar organismos vivos. As suas condições climáticas permitem a presença de água líquida suficiente para permitir que plantas e outros organismos complexos prosperem, ou pelo menos sobrevivam.
Quando o clima do planeta muda, isso afeta a vida das plantas, forçando os ecossistemas a evoluir e a se adaptar às mudanças nas condições. “Estou interessado no papel da própria vida em todo o sistema”, diz Rogger. “Acho realmente fascinante reconstruir o mundo como era há milhões de anos.”
As plantas moldam ativamente o ciclo climático
Num artigo publicado recentemente na revista Science Advances , Rogger e colegas da ETH e da Universidade de Leeds argumentam que essas plantas não são apenas participantes passivos no ciclo climático da Terra – elas podem desempenhar um papel importante na sua formação. “Poderíamos assumir que a vida está apenas reagindo às mudanças, mas também é possível que esteja interagindo com o sistema e o regulando”, diz Rogger.
Para mostrar como, Rogger utilizou modelos de computador que simulam a interação entre as alterações climáticas, o movimento dos continentes e a vida vegetal no passado remoto. Os modelos indicam que as plantas provavelmente ajudam a regular a composição da atmosfera do planeta, retendo carbono e emitindo oxigênio, ajudando a controlar o CO2 níveis.
Eles também aceleram o processo de intemperismo mineral nos solos, um processo que consome CO2 . Os modelos de Rogger sugerem que o clima e a atmosfera do planeta fazem parte de um ciclo de feedback:a própria vida desempenha um papel na regulação ou aceleração das mudanças climáticas.
Reconstruindo 390 milhões de anos de história da Terra
Quando a mudança é lenta – suficientemente lenta para que as plantas evoluam ou se espalhem para novos nichos ao longo de milhões de anos – a actividade das plantas pode funcionar como um amortecedor, evitando que as temperaturas mudem demasiado rapidamente. Mas a geologia e o registo fóssil mostram que também ocorreram mudanças demasiado rápidas e que resultaram em grandes perturbações da vegetação e até em extinções em massa.
“O que queremos saber é quão rapidamente a vegetação é capaz de mudar as suas características quando o mundo subitamente aquece 5 ou 6 graus”, diz Rogger. “O objetivo geral é compreender a coevolução do clima, da vegetação e da tectônica.”
Rogger e os seus coautores – uma equipa interdisciplinar de geólogos, cientistas da computação e cientistas da terra – criaram um modelo computacional dos últimos 390 milhões de anos que teve em conta a mudança dos continentes e do clima e a resposta da vegetação a essas mudanças. A execução de simulações em supercomputadores poderosos ainda pode levar até um mês, dada a complexidade do problema e o tempo que supostamente representam.
Sempre que possível, a equipa utiliza dados geológicos para tornar os modelos tão realistas quanto possível:a análise química dos sedimentos, por exemplo, pode ser um indicador dos níveis de dióxido de carbono no passado. Os fósseis podem mostrar quando mudanças dramáticas no clima levaram a extinções em massa ou à evolução de novos ecossistemas em resposta a mudanças nas condições.
Os modelos mostram que longos períodos de estabilidade possibilitam o florescimento da vegetação, absorvendo CO2 e estabilizar o clima da Terra ao longo do tempo. Nos seus modelos, a equipa constatou que as plantas eram capazes de evoluir suficientemente rápido para se adaptarem às mudanças graduais no clima e nas paisagens devido à deriva continental, por exemplo.
Mas quando o sistema climático é perturbado e muda demasiado rapidamente para que a vegetação se adapte, acontece o oposto:as plantas são exterminadas e não podem funcionar como um amortecedor para abrandar as mudanças climáticas. Sem plantas para atuar como freio, as mudanças ambientais acontecem ainda mais rapidamente e levam ainda mais ao extremo.
“É como um efeito de feedback”, explica Rogger. "Como a regulamentação desaparece, você poderá ter um aumento mais forte no CO2 e mais alterações climáticas do que se esperava anteriormente."
Resiliência posta à prova
No registo geológico, as mudanças climáticas abruptas são frequentemente acompanhadas por eventos de extinção em massa. “Há fortes mudanças na vegetação onde foram necessárias milhares de milhões de anos para a vegetação se adaptar e se recuperar”, diz Rogger, “e o que se recupera pode ser muito diferente do que existia antes”.
Isso não é uma boa notícia. “Pensa-se que a taxa de mudança que temos neste momento não tem precedentes nos últimos 400 milhões de anos”, diz Rogger. “Poderá haver uma redução na capacidade da vegetação de regular o clima se houver uma mudança forte, como a que estamos a viver agora”.
Numa altura em que o clima da Terra está a mudar mais rapidamente do que nunca, a investigação de Rogger tem implicações práticas:As informações do passado podem ajudar as pessoas de hoje a compreender quão resilientes são os sistemas interligados da Terra.
“Com que rapidez os ecossistemas são capazes de responder às mudanças no clima e na paisagem? Essa é uma das principais incógnitas”, diz ele. "É uma questão delicada:quão resiliente é a Terra?"
